Thermal mapping of current density in filamentary switching devices
丝状开关器件中电流密度的热图
基本信息
- 批准号:2208488
- 负责人:
- 金额:$ 47.56万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2022
- 资助国家:美国
- 起止时间:2022-07-01 至 2025-06-30
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Nontechnical description: Storing the information in semiconductor memory devices and transferring it to and from the processing unit are the two major roadblocks in continued increase of information processing speed and efficiency. One of the most promising ways to address these roadblocks is to employ memristors i.e., resistors with memory. It is generally agreed that resistance change is caused by redistribution of ions in the device material. This project is focused on answering fundamental questions concerning the driving forces of ion motion, the speed of motion, and the temperature necessary for it. A secondary goal of the project is the development of experimental technique to measure the temperature distribution in nanoscale devices under bias. The project provides opportunities for training of undergraduate and graduate students in areas of processing of thin films and electronic devices and contributes to education of the workforce in an important area of the national economy. Outreach activities target high school students to encourage them to pursue careers in semiconductor technology.Technical description:The project targets identification of the operating mechanisms in two types of resistive switching structures: threshold and memory switches. Both device types form a small diameter conducting filament that is either volatile or non-volatile. Two models have been proposed for formation of the filament in resistive switches (i) based on lateral motion induced by thermophoresis and (ii) vertical motion and exchange of oxygen ions with the anode. The proposed mechanisms for threshold switches include carrier injection, local heating of the material, creating of hot carriers, and nucleation of a secondary metallic phase. The Carnegie Mellon team is going to use Scanning Thermal Microscopy and Scanning Joule Expansion Microscopy to measure the temperature distribution in structures with applied voltage, extract the filament size, and its changes with biasing conditions and map the local changes of composition by High Angle Annular Dark Field and X-Ray Energy Dispersive Spectroscopy. Since the temperature distribution is the distinguishing characteristics of different models, the results will identify the operating mechanism. The final goal of the project is building a predictive and quantitative model of processes involved the resistance change. Results are expected to form fundamental underpinnings of the important new electronic device technology that potentially can revolutionize the field of non-volatile high-density memories.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
非技术描述:信息在半导体存储器件中的存储和信息在处理单元中的传输是信息处理速度和效率不断提高的两大障碍。解决这些障碍的最有希望的方法之一是使用忆阻器,即具有记忆的电阻。一般认为,电阻变化是由器件材料中离子的再分配引起的。这个项目的重点是回答有关离子运动的驱动力、运动速度和所需温度的基本问题。该项目的第二个目标是发展实验技术来测量偏压下纳米级器件的温度分布。该项目为薄膜和电子设备加工领域的本科生和研究生提供培训机会,并有助于在国民经济的一个重要领域对劳动力进行教育。拓展活动以高中生为目标,鼓励他们从事半导体技术方面的职业。技术描述:项目目标是识别两种类型的电阻开关结构:阈值开关和存储开关的工作机制。这两种器件类型形成一个小直径的导电灯丝,要么是挥发性的,要么是非挥发性的。对于电阻开关中灯丝的形成,提出了两种模型:(1)基于热泳动引起的横向运动;(2)基于氧离子与阳极的垂直运动和交换。所提出的阈值开关的机制包括载流子注入、材料的局部加热、热载流子的产生和二次金属相的成核。卡内基梅隆大学的研究小组将使用扫描热显微镜和扫描焦耳膨胀显微镜测量外加电压下结构中的温度分布,提取灯丝尺寸及其随偏压条件的变化,并通过高角环形暗场和x射线能量色散光谱绘制局部成分变化图。由于温度分布是不同模型的区别特征,因此结果将识别运行机制。该项目的最终目标是建立一个涉及阻力变化的过程的预测和定量模型。研究结果有望成为重要的新电子设备技术的基础,有可能彻底改变非易失性高密度存储器领域。该奖项反映了美国国家科学基金会的法定使命,并通过使用基金会的知识价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。
项目成果
期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Marek Skowronski其他文献
FOR MULTI – SKILL RESOURCE – CONSTRAINED PROJECT SCHEDULING PROBLEM
针对多技能资源受限的项目调度问题
- DOI:
- 发表时间:
2014 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
P. Myszkowski;Marek Skowronski - 通讯作者:
Marek Skowronski
iMOPSE: a library for bicriteria optimization in Multi-Skill Resource-Constrained Project Scheduling Problem
iMOPSE:多技能资源受限项目调度问题中双标准优化的库
- DOI:
10.1007/s00500-017-2997-5 - 发表时间:
2018 - 期刊:
- 影响因子:4.1
- 作者:
P. Myszkowski;Maciej Laszczyk;Ivan Nikulin;Marek Skowronski - 通讯作者:
Marek Skowronski
Marek Skowronski的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Marek Skowronski', 18)}}的其他基金
Electron Microscopy and Modeling of Resistive Switching Devices Based on TaOx
基于 TaOx 的电阻开关器件的电子显微镜和建模
- 批准号:
1905648 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 47.56万 - 项目类别:
Continuing Grant
In-situ Electron Microscopy of Memristive Devices
忆阻器件的原位电子显微镜
- 批准号:
1409068 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 47.56万 - 项目类别:
Continuing Grant
Dopant Distribution, Motion, and Electrochemical Transfer in Resistive Switching Heterostructures
电阻开关异质结构中的掺杂剂分布、运动和电化学转移
- 批准号:
1105291 - 财政年份:2011
- 资助金额:
$ 47.56万 - 项目类别:
Continuing Grant
Mechanisms of Extended Defect Nucleation During PVT Growth of Silicon Carbide
碳化硅PVT生长过程中扩展缺陷形核的机制
- 批准号:
9903702 - 财政年份:1999
- 资助金额:
$ 47.56万 - 项目类别:
Standard Grant
Molecular Doping of Semiconductors: Lanthanide-impurity Complexes for Light Emitting Diodes
半导体的分子掺杂:用于发光二极管的镧系元素杂质配合物
- 批准号:
9202683 - 财政年份:1992
- 资助金额:
$ 47.56万 - 项目类别:
Continuing Grant
Atomic Structure of Oxygen Induced Defects in Aluminum Gallium Arsenide Epilayers
铝砷化镓外延层氧致缺陷的原子结构
- 批准号:
9024401 - 财政年份:1991
- 资助金额:
$ 47.56万 - 项目类别:
Standard Grant
相似国自然基金
基于T1 mapping技术的机器学习模型构建肥厚型心肌病心源性猝死风险预警平台
- 批准号:
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
湘东北万古金矿成矿过程研究:黄铁矿原位硫同位素及微量元素Mapping指示
- 批准号:2025JJ80016
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
AI联合T1mapping组学构建II型糖尿病合并射血分数保留型心衰早诊模型及转归预警研究
- 批准号:
- 批准年份:2024
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
基于MR2T-mapping成像评估复方芙蓉叶凝胶膏治疗膝关节滑膜炎疗效研究
- 批准号:2024BJ015
- 批准年份:2024
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
MRI mapping技术评估乳腺癌新辅助治疗后残余可疑强化灶
的价值分析
- 批准号:2024JJ9297
- 批准年份:2024
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
基于LA-ICPMS Mapping技术的含普通铅矿物U-Pb定年方法研发
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 资助金额:58 万元
- 项目类别:
基于MR高分辨率弥散峰度及T2Mapping成像的影像组学模型术前无创预测子宫内膜癌侵袭性的研究
- 批准号:2022J011425
- 批准年份:2022
- 资助金额:10.0 万元
- 项目类别:省市级项目
基于DKI和Gd-EOB-DTPA增强T1-mapping评估化疗联合ALPPS术后肝脏再生能力的研究
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
基于T1、T2 mapping和DWI定量成像技术在预测乳腺癌分子亚型临床价值初探
- 批准号:2022J011501
- 批准年份:2022
- 资助金额:10.0 万元
- 项目类别:省市级项目
基于角动量mapping哈密顿的准经典动力学研究复杂体系的非绝热问题
- 批准号:
- 批准年份:2021
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似海外基金
Elucidating the role of SERINC5 in SARS-CoV-2 infection
阐明 SERINC5 在 SARS-CoV-2 感染中的作用
- 批准号:
10624238 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 47.56万 - 项目类别:
Analysis of Multi-Year Surface Current Mapping Data from HF Radar: Cross Validation of Submesoscale Divergence and Wind Stress Curl
高频雷达多年表面电流测绘数据分析:亚尺度散度和风应力旋度的交叉验证
- 批准号:
2219294 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 47.56万 - 项目类别:
Standard Grant
Visium spatial transcriptome analysis add on to the current proposed scRNA seq analysis
Visium 空间转录组分析添加到当前提出的 scRNA seq 分析中
- 批准号:
10829137 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 47.56万 - 项目类别:
VALE+TU SALUD: CORNER-BASED RANDOMIZED TRIAL TO TEST A LATINO DAY LABORER PROGRAM ADAPTED TO PREVENT COVID 19
VALE TU SALUD:基于角落的随机试验,测试旨在预防 COVID 19 的拉丁裔日工计划
- 批准号:
10595648 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 47.56万 - 项目类别:
Current density mapping of a polymer electrolyte membrane water electrolyzer
聚合物电解质膜水电解槽的电流密度图
- 批准号:
527884-2018 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 47.56万 - 项目类别:
University Undergraduate Student Research Awards
Epidural Current-Steering for Selective Modulation of Lower Urinary Tract Function
硬膜外电流引导选择性调节下尿路功能
- 批准号:
9415526 - 财政年份:2017
- 资助金额:
$ 47.56万 - 项目类别:
Epidural Current-Steering for Selective Modulation of Lower Urinary Tract Function
硬膜外电流引导选择性调节下尿路功能
- 批准号:
10202325 - 财政年份:2017
- 资助金额:
$ 47.56万 - 项目类别:
Epidural Current-Steering for Selective Modulation of Lower Urinary Tract Function
硬膜外电流引导选择性调节下尿路功能
- 批准号:
10008078 - 财政年份:2017
- 资助金额:
$ 47.56万 - 项目类别:
Sonoelectric tomography (SET): High-resolution noninvasive neuronal current tomography
声电断层扫描 (SET):高分辨率无创神经元电流断层扫描
- 批准号:
9148266 - 财政年份:2015
- 资助金额:
$ 47.56万 - 项目类别:
Capabilities of MRI-Based Neural Current Imaging for Human Brain Mapping
基于 MRI 的神经电流成像用于人脑绘图的能力
- 批准号:
9145675 - 财政年份:2015
- 资助金额:
$ 47.56万 - 项目类别:














{{item.name}}会员




